Ohjausyksiköt

Ohjausyksiköt ovat sulautettuja järjestelmiä, jotka keräävät antureilta tiedot, suorittavat laskelmat ja tuottavat ohjauskäskyjä järjestelmän toiminnan ohjaamiseksi. Ne muodostavat ohjaus-, navigointi- ja kontrollijärjestelmän (GNC) ytimen, ja niitä käytetään sekä liike- että asennonhallinnassa sekä kuvaus- ja toiminto-ohjauksessa.

Tyypillisesti ohjausyksiköt sisältävät prosessorin tai FPGA-pohjaisen suorituskyvyn, reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän sekä ohjelmistokerroksen, joka toteuttaa ohjausalgoritmit, tilan estimoinnin, virheentunnistuksen ja mahdollisen vikasietoisuuden. Ne suunnitellaan toimimaan tiukoilla aikavaatimuksilla ja usein vaativat redundanssia sekä valvontaa katkos- tai vikatilanteita varten.

Ohjausyksiköt kommunikoivat laajasti ulkoisten antureiden kanssa sekä ajoneuvoihin tai koneeseen kytketyillä toimilaitteilla. Antureita voivat olla esimerkiksi inertiamittausyksiköt (IMU), GNSS, magnetometrit ja kamerat, kun taas toimilaitteita voivat olla kartturit, giboineet, servo-ohjaukset tai polttoaine- tai sähkökäyttöiset viritykset. Ohjausyksiköt käyttävät yleensä tiedonsiirtokanavia kuten CAN, ARINC, Ethernet tai räätälöityjä väyläyhteyksiä, ja niiden ohjelmisto koostuu sekä matalan tason suosimista kontrolliloikista että korkeampivaiheen suunnittelusta ja päätöksenteosta.

Sovellukset kattavat ilmailun, avaruustutkimuksen, meripuolustuksen sekä teollisen automaation ja robotiikan. Turvallisuus ja luotettavuus ovat keskeisiä, minkä vuoksi käytetään redundanssia, vikadiagnostiikkaa, turvallisia tiloja sekä standardeja kuten DO-178C ilmailussa tai ISO/26262 autoalalla. Kehitys painottuu mallipohjaiseen suunnitteluun, simulaatioon, hardware-in-the-loop - testauksiin sekä sensoriyhteenvedoihin ja kyberturvallisuuteen.